Symbiose

Eine Symbiose ist das Zusammen­leben von Organismen verschiedener Arten zu gegenseitigem Vorteil.

Die Hülsenfrucht ist ein eiweiß- und nährstoffreiches Lebensmittel für den Menschen und Futtermittel für die Nutztiere – weltweit. Die bekanntesten Hülsenfrüchte sind Bohnen, Erbsen, Linsen, Soja oder Lupinen.

Die Pflanzenfamilie der Hülsenfrüchtler, auch als Leguminosen bezeichnet, hat noch eine weitere wichtige Funktion, die auch von globaler Bedeutung ist. Die Rede ist von der Symbiose zwischen den Hülsenfrüchten und den Knöllchenbakterien.

 

Wenn die Pflanze in ihrem Wachstum stagniert, weil ihr wichtige Nährstoffe fehlen, vor allem der Stickstoff, dann lockt die Pflanze mit ihren Wurzelausscheidungen die Knöllchenbakterien an. Daraufhin entwickeln sich an der Wurzel kleine Knöllchen. Darin leben die Knöllchenbakterien, die den Luftstickstoff so umwandeln, dass die Pflanze ihn als Nährstoff nutzen kann. Als Gegenleistung erhalten die Knöllchenbakterien Kohlenhydrate von der Pflanze, die sie zuvor während der Fotosynthese gebildet hat.

So versorgen sich beide, Pflanze und Bakterie, mit Nahrung. Bei den Hülsenfrüchten äußert es sich in höheren Erträgen. Nach der Ernte verbleibt im Boden Stickstoff, der den nächsten Pflanzen als natürliches Düngemittel zur Verfügung steht.

 

Die Diversität der Bakterien ist ein spannendes und wenig bekanntes Feld.

Die weit verbreitete Hülsenfrucht, die Sojabohne, ist mehr durch die Gentechnik in das Bewusstsein der Menschen gerückt als durch ihre Symbiose mit den Knöllchenbakterien. Dabei ermöglichen die Knöllchenbakterien den Sojapflanzen, sich auch unter unseren Klimabedingungen gut zu entwickeln.

So leben zum Beispiel die Sojapflanzen mit den Knöllchenbakterien Bradyrizonbium japonicum in Symbiose. Diese Rhizobien, so werden die Knöllchenbakterien auch genannt, kommen in deutschen Böden nicht vor und müssen dem Boden hinzugefügt werden. Die Wirksamkeit der Bodenimpfung mit Bradyrizonbium japonicum kann an den Pflanzen ersehen werden. An den Wurzeln haben sich Knöllchen gebildet und die Pflanze hat eine gesunde Entwicklung ohne zusätzlichen Stickstoffdünger. Bohnenpflanzen leben in Symbiose mit Rhizobium leguminosarum biovar viceae. Diese Knöllchenbakterien kommen – wie viele andere – in unseren heimischen Böden vor.

Durch diese biologische Stickstofffixierung gelangen 100 bis 300 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr in den Boden.

Der gezielte Anbau von Hülsenfrüchten reduziert so den Einsatz von Stickstoffdüngern, die aktuell in zu großen Mengen in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Die Stickstoffdüngung führt zur Belastung des Grundwassers mit Nitraten und zur höheren Lachgasemissionen, die wie CO2-Emmissionen das Klima negativ beeinflussen.

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